馬雅芝，李亞超，余冬琪，馬 琪，李玉堂，俞天汝，李治江

(塔里木大學 機械電氣化工程學院，新疆 阿拉爾 843300)

天然纖維素纖維具有透氣性好、天然抑菌、手感豐富等其他纖維材料所不具備的特點，且天然纖維中，棉、亞麻纖維的資源較為豐富，并且環(huán)保可降解。亞麻纖維具有強度高、涼爽、耐高溫、耐摩擦、 低吸塵率、抑菌等特性[1]，棉纖維輕質柔軟、透氣性好[2-3]，是家紡產(chǎn)品的主要原材料。但是棉、麻纖維含有豐富的羥基，親水性好，作為餐桌布容易受到茶水、油等污染不易清潔，因此織物需要進行拒水拒油功能化整理。拒水拒油整理主要是改變纖維表面性能，從而降低纖維的表面能，降低織物的親水性，獲得“荷葉效應”的疏水效果[4-5]。

餐桌布主要分為裝飾餐桌布和塑料餐桌布2種[6]，裝飾餐桌布主要采用天然纖維、化學纖維及其混紡織物，以美觀為首要條件，沒有一定的功能性。塑料類餐桌布主要材料是聚氯乙烯(PVC)和樹脂，但其不可降解，使用過程中的老化對人身體有害。隨著人們對桌布的舒適性、保健性和安全防護性[7]等要求越來越高，因此需要開發(fā)美觀環(huán)保又具有拒水拒油功能性的綠色餐桌布，符合綠色紡織品的發(fā)展趨向。

本文選用棉織物、棉/亞麻混紡織物、亞麻織物作為綠色餐桌布，采用環(huán)保型含氟整理劑對織物進行功能整理，采用單因素試驗分析各項工藝參數(shù)，并對功能化整理后織物進行性能測試，以獲得棉織物、棉/亞麻混紡織物、亞麻織物拒水拒油整理的最佳工藝參數(shù)，最終開發(fā)出性能優(yōu)異的綠色餐桌布產(chǎn)品。

1 試 驗

1.1 材料與儀器

原料：選用純棉織物(平紋組織，面密度350 g/m2，經(jīng)向密度348根/(10 cm)，緯向密度344根/(10 cm))；棉/亞麻混紡織物(平紋組織，面密度400 g/m2，經(jīng)向密度164根/(10 cm)，緯向密度146根/(10 cm),30%棉，70%麻)；亞麻織物(平紋組織，面密度420 g/m2，，經(jīng)向密度164根/(10 cm)，緯向密度146根/(10 cm))。

試劑：環(huán)保型含氟整理劑648-2(千程塑化原料有限公司)。

儀器：HBC-15常溫小樣染色機(佛山市順德區(qū)容桂薈寶染整機械廠)；WZ400氣動臥式小軋車(常州第二紡織儀器廠有限公司)；YG811E織物懸垂性能測試儀(泉州市美邦儀器有限公司)；YG(B)461D-Ⅱ數(shù)學式織物透氣量儀(溫州市大榮紡織儀器有限公司)；YG813織物沾水度測試儀測試儀(泉州市美邦儀器有限公司)；OCCA15EC接觸角測試儀(德國DataPhysics公司)。

1.2 拒水拒油整理工藝

拒水拒油整理工藝流程為：將棉織物、棉/亞麻混紡織物和亞麻織物在浴比為1∶20不同質量濃度含氟整理劑648-2中，在60°條件下浸潤25 min和一軋(軋液率70%～80%)后，在80 ℃時，預烘30 s，最后在100 ℃時，烘焙60 s。烘干后評價織物的各項性能。

1.3 性能測試

織物接觸角測試參照DB44/T 1872—2016《紡織品 表面潤濕性能的測定 接觸角法》進行測試；織物拒水等級參照AATCC 22—1997《織物的拒水等級》進行測試；織物拒油性測試參照AATCC 118—2009《織物的拒油性》進行測試。織物的透氣性參照GB/T 5453—1997《紡織品 織物透氣性的測定》進行測試[8]。

2 試驗結果與討論

2.1 含氟整理劑質量濃度對拒水性能的影響

棉織物、棉/亞麻混紡織物、亞麻織物分別使用22、23、24、25、26 g/L的含氟整理劑進行整理，并分別測試其拒水等級，整理劑質量濃度對拒水性能的影響見圖1～3。

圖1 整理劑質量濃度對純棉織物拒水等級的影響Fig.1 Effect of the concentration of finishing agent on the water-repellent grade of pure cotton fabric

圖2 整理劑質量濃度對棉/亞麻混紡織物拒水等級的影響Fig.2 Effect of the concentration of finishing agent on the water repellency grade of cotton/linen blended fabric

圖3 整理劑質量濃度對亞麻織物拒水等級的影響Fig.3 Effect of the concentration of finishing agent on the water repellency grade of linen fabric

由圖1～3可知，棉織物和棉/亞麻混紡織物在整理劑質量濃度25 g/L之前，織物的拒水等級隨著整理劑質量濃度的增加呈現(xiàn)上升趨勢，而質量濃度在25 g/L之后，織物的拒水等級趨于水平，此時棉織物的噴淋拒水等級為5級，而在增加整理劑質量濃度之后，織物拒水效果增加不明顯，故棉織物和棉/亞麻混紡織物的最佳整理劑質量濃度為25 g/L。

亞麻織物在拒水整理劑質量濃度24 g/L之前，亞麻織物的拒水等級隨著整理劑質量濃度的增加而增加，呈現(xiàn)上升趨勢，而質量濃度在24 g/L之后，織物的拒水等級趨于水平，此時亞麻織物的噴淋拒水等級為5級，而在增加整理劑質量濃度之后，織物拒水效果增加不再明顯，故亞麻織物的最佳拒水整理劑質量濃度為24 g/L。

由于棉、棉/亞麻混紡織物和亞麻織物經(jīng)過拒水拒油整理后, 整理劑648-2在織物表面形成一層薄膜, 并且含氟的烷基在薄膜的外表面排列, 使織物表面張力下降，因此拒水等級隨著整理劑質量濃度的增加呈現(xiàn)上升趨勢，整理劑作用于3種織物的效果都比較理想。

2.2 含氟整理劑質量濃度對拒油性能的影響

棉織物、棉/亞麻混紡織物、亞麻織物分別使用22、23、24、25、26 g/L的含氟整理劑進行整理，并分別測試其拒油等級，整理劑質量濃度對拒油性能的影響如圖4～6所示。

圖4 整理劑質量濃度對棉織物拒油等級影響Fig.4 Effect of the concentration of finishing agent on the oil-repellent grade of cotton fabric

圖5 整理劑質量濃度對棉/亞麻混紡織物拒油等級影響Fig.5 Effect of the concentration of finishing agent on the oil-repellent grade of cotton/linen blended fabric

圖6 整理劑質量濃度對亞麻織物拒油等級影響Fig.6 Effect of the concentration of finishing agent on the oil-repellent grade of linen fabric

由圖4～6可知，棉織物與棉/亞麻混紡織物的拒油等級會隨著含氟整理劑質量濃度的增加而呈現(xiàn)上升趨勢，當含氟整理劑質量濃度為25 g/L時，拒油等級呈現(xiàn)水平趨勢，繼續(xù)增加含氟整理劑濃度，拒油效果增加不再顯著，故棉織物與棉/亞麻混紡織物的含氟整理劑最佳質量濃度為25 g/L。

亞麻織物拒油等級隨著含氟整理劑質量濃度的增加而呈現(xiàn)上升趨勢，當含氟整理劑質量濃度為24 g/L時，拒油等級開始趨于水平狀態(tài)，繼續(xù)增加含氟整理劑質量濃度，拒油效果增加不再顯著，故亞麻織物的含氟整理劑最佳質量濃度為24 g/L。

2.3 拒水拒油效果評價

2.3.1 拒水效果

對最佳整理劑質量濃度下拒水拒油整理后的棉織物、棉/亞麻混紡織物和亞麻織物和原織物上分別滴水，織物拒水拒油整理前后拒水效果圖如圖7所示。

圖7 織物拒水拒油整理前后拒水效果圖Fig.7 Water-repellent effect of fabric before and after water and oil-repellent finishing.(a) Unfinished cotton fabric; (b) Finished cotton fabric;(c) Unfinished cotton/linen blended fabric; (d) Finished cotton/linen blended fabric; (e) Unfinished linen fabric; (f) Finished linen fabric

2.3.2 拒油效果

對最佳整理劑質量濃度下拒水拒油整理后的棉織物、棉/亞麻混紡織物和亞麻織物和原織物上分別滴油，織物拒水拒油整理前后拒油效果圖如圖8所示。

圖8 織物拒水拒油整理前后拒油效果圖Fig.8 Oil-repellent effect of fabric before and after water and oil-repellent finishing.(a) Unfinished cotton fabric; (b) Finished cotton fabric;(c) Unfinished cotton/linen blended fabric; (d) Finished cotton/linen blended fabric;(e) Unfinished linen fabric; (f) Finished linen fabric

2.3.3 接觸角測試

對最佳整理劑質量濃度下拒水拒油整理后的棉織物、棉/亞麻混紡織物和亞麻織物和原織物進行接觸角測試，織物拒水拒油整理后接觸角圖如圖9 所示。

圖9 織物拒水拒油整理后接觸角圖Fig.9 Contact angle diagram of fabric after water and oil repellent finishing.(a)Cotton fabric;(b)Cotton/linen blended fabric;(c)Linen fabric

從圖7～9可知，拒水拒油整理后織物的拒水拒油性能顯著提升，從拒水效果棉織物、棉/亞麻混紡織物和亞麻織物均有塌陷的水滴變?yōu)闈L動的水珠，滾動的水珠說明其接觸角比較大，超過90°，很容易去除，不易浸潤到織物內部。從拒油效果圖可知棉織物、棉/亞麻混紡織物和亞麻織物均有浸潤的油漬變?yōu)闈L動的油珠，在一定的時間中用親油性的織物可以將油珠去除。接觸角試驗，由于3種織物均具有較好的親水性，因此在未做拒水拒油的織物不易測到其接觸角，拒水拒油處理后的棉織物、棉/亞麻混紡織物和亞麻織物的接觸角分別為129.3°、 126.4 °、140.3°，3塊織物的接觸角均大于120°，說明具有了良好的拒水性能。綜上所述，通過拒水拒油整理后，棉織物、棉/亞麻混紡織物和亞麻織物均具有良好的拒水拒油性能，從接觸角的大小可知，亞麻織物的性能最好。

2.4 性能表征

2.4.1 透氣性

根據(jù)GB/T 5453—1997《紡織品 織物透氣性的測定》，設定測試壓強為100 Pa，將一定規(guī)格的織物夾持在試樣圓臺上，壓下試樣壓緊手柄，使壓緊圈壓緊試樣后開始測試。每塊試樣取5處不相同的位置進行測試，結果取平均值，織物的透氣性能如表1所示。

表1 織物的透氣性能Tab.1 Air permeability of fabric

由表1可知，棉織物、棉/亞麻混紡織物和亞麻織物在經(jīng)過拒水拒油整理后，對織物的透氣性能影響不大，說明沒有在形成膜的同時阻礙空氣的通過。

2.4.2 懸垂性

根據(jù)GB/T 23329—2009《紡織品 織物懸垂性的測定》對織物整理前后織物進行懸垂性進行測定，測定結果如表2所示。

表2 織物的懸垂性能Tab.2 Drape performance of fabric

根據(jù)表2可知，棉織物、棉/亞麻混紡織物和亞麻織物在經(jīng)過拒水拒油整理后，織物懸垂系數(shù)都變小，織物懸垂性有了較明顯的提升，懸垂性越來越好，說明拒水拒油整理劑在一定程度上可以改善織物的懸垂性。

2.4.3 耐水洗性

考慮到餐桌布的實際用途，選擇食用油、醋和水分別滴在水洗10次后的棉織物、棉/亞麻混紡織物、亞麻織物上，如圖10～12所示。評價織物耐水洗性能。

圖10 棉織物耐水洗效果圖Fig.10 The effect of washing-resistant cotton fabric.(a) Photo of dripping water; (b) Photo of dripping oil; (c) Photo of dripping vinegar

圖11 棉/麻混紡織物耐水洗效果圖Fig.11 The effect of washing-resistant cotton and linen fabric.(a) Photo of dripping water; (b) Photo of dripping oil; (c) Photo of dripping vinegar

圖12 亞麻織物耐水洗效果圖Fig.12 The effect of washing resistance of linen fabric.(a) Photo of dripping water; (b) Photo of dripping oil; (c) Photo of dripping vinegar

從圖10～12可知，織物經(jīng)過10次水洗后3種織物均具有一定的拒水拒油性能，均有一定的耐水洗性。但是棉織物的拒水拒油效果變差了，是因為棉織物在3種織物中最為輕薄，拒水拒油整理及與棉織物的結合性不好，織物在洗滌過程中洗滌劑較易進入織物內部，使得織物在摩擦過程中與纖維結合不牢固的整理劑分子破壞，從而性能變差[8-9]。棉/亞麻混紡織物和亞麻織物拒水拒油性能依然很好，在實際應用中有一定的耐久性。從圖中可知，水滴、油滴、醋滴依然是滾動體，可以快速去除。

3 結 論

本文采用了棉織物、棉/亞麻混紡織物以及亞麻織物進行拒水拒油整理，整理劑的質量濃度對織物拒水拒油效果影響較明顯，經(jīng)過拒水拒油等級的評定確定的最佳含氟整理劑質量濃度為：棉織物與棉/亞麻混紡織物25 g/L；亞麻織物24 g/L。并對整理后織物的性能進行表征，通過接觸角和滴水滴油效果評價3種織物均達到了良好的拒水拒油效果，其接觸角分別為：棉織物129.3°、棉/亞麻混紡織物 126.4°、亞麻織物140.3°。并表征了整理后的性能，整理劑對織物的透氣性和懸垂性影響不大。10次水洗后棉織物、棉/亞麻混紡織物和亞麻織物均具有一定的拒水拒油性能，但是棉織物的耐水洗性能不佳，綜合考慮亞麻織物適合作為綠色餐桌布。